一种O型密封圈中心内径的测量工具及方法与流程

一种o型密封圈中心内径的测量工具及方法
技术领域
1.本发明属于机械密封测量技术领域，涉及一种o型密封圈中心内径的测量工具及方法。


背景技术：

2.o型密封圈作为常用的密封元件，广泛应用于直升机桨毂润滑系统的密封结构中，结构的密封性是由密封圈与被密封表面间的接触压力(压缩)来达到的，通过o型密封圈拉伸率、压缩率等设计参数控制，o型密封圈的几何尺寸测量复核是保证理论拉伸率、压缩率的关键，也是保证o型密封圈高寿命、高可靠工作的核心，这其中就包含o型密封圈内径r，如图1a、图1b所示。
3.面临的技术难点是：
4.1)由于o型密封圈为橡胶材质，传统的测量方法是用通用量具(如千分尺)，但测量力将使o型密封圈产生明显变形，带来较大的测量误差，不能满足精度要求；而非接触式测量方法，如基于视觉识别等，存在设备费用昂贵、操作人员需经过专业培训等弊端，不适用于装配操作现场；
5.2)另外(202021082617.x)公开了一种测量方法为利用锥形测量体，测量体的外壁上设有直径刻度，将o型密封圈套设在锥形的测量体上，通过观察o型密封圈定位在测量体上的直径刻度，来读取o型密封圈的直径数值，虽然这种方法通过锥形测量体的支撑作用避免了o型密封圈在测量中的变形，但是由于o型密封圈与锥形测量体的外壁接触线并非o型密封圈最小直径部位，所以通过测量体的外壁上设有直径刻度直接读取的o型密封圈直径数值也不是实际数值，存在较大误差，而且该误差随着o型密封圈粗细不同将产生很大波动。该种o型密封圈尺寸测量方法存在较大局限性，不能满足装配精度要求。
6.综上所述，为实现o型密封圈尺寸快速、精度测量，测量的核心是消除o型密封圈在测量过程中的变形以及误差控制，这是面临的技术难点。


技术实现要素：

7.发明了一种o型密封圈中心内径的测量工具及方法，充分利用锥形测量体1与o型密封圈2的结构几何特征，构建了锥形测量体1与o型密封圈2之间的几何关系模型，实现o型密封圈2内径的高精度测量，并据此详细阐述了测量工具的设计、测量方法；
8.技术方案
9.一种o型密封圈中心内径的测量工具：所述测量工具包括锥形测量体1和设置在锥形测量体1母线上的刻度标尺3以及辅助测量盖板4，o型密封圈2套在锥形测量体1上时，所述辅助测量盖板4盖在o型密封圈2上。
10.所述锥形测量体1材料为7cr17不锈钢。
11.所述刻度标尺3上的刻度显示为o型密封圈2中心内径值d。
12.内径值d经公式d＝2cosa
×
(h r)＝2cosa
×
(l
×
tana r)对应转换而来，式中a为
锥形测量体1锥顶半角值、l为相切接触线距锥形测量体1顶点的距离、r为o型密封圈2的截面半径，h为接触点与交点的距离。
13.所述刻度标尺3在锥形测量体1外锥面上4处均布，刻度标尺3以锥形测量体1顶点o为起点，沿着锥形测量体1母线延伸至底部p为终点。
14.所述辅助测量盖板4由轻质的硬铝ly12制成。
15.所述辅助测量盖板4内外径需满足如下两点，1)盖在o型密封圈上面后不能与锥形测量体1外锥面干涉，2)外径比o型密封圈最大外径稍大，保证能有效盖住o型密封圈。
16.一种o型密封圈中心内径的测量方法,包括如下步骤：
17.1)将锥形测量体1放置于水平测量平台上，用记号笔在o型密封圈2外表面涂上红颜色，后将o型密封圈2从锥形测量体1顶部套入，至o型密封圈2与锥形测量体1外锥面自然接触，此时应保证o型密封圈2仅受重力，无其他变形；
18.2)将辅助测量盖板4穿过锥形测量体1顶部，盖在o型密封圈2上，通过百分表校正辅助测量盖板4至水平状态，此过程可微调o型密封圈2，但不允许o型密封圈2本身出现形变；
19.3)取下o型密封圈2，用酒精将o型密封圈2外表面擦拭干净、晾干，根据红颜色标记识别o型密封圈2与锥形测量体1外锥面的相切接触线；
20.4)读出相切接触线在锥形测量体1的刻度标尺3上的读数d，即为待测量o型密封圈2的中心内径值。
21.用油墨作为相切接触线的标记染料。
22.测量前在锥形测量体1外锥面除刻度标尺3以外的区域涂抹一层滑石粉。
23.技术效果
24.发明了一种o型密封圈中心内径的测量工具及方法，充分利用锥形测量体1与o型密封圈2的结构几何特征，构建了锥形测量体1与o型密封圈2之间的几何关系模型，实现o型密封圈2内径的高精度测量。
附图说明
25.图1a为测量工具主视图；
26.图1b为测量工具剖视图；
27.图2为测量原理图；
28.图3为测量工具结构测绘图；
29.其中：锥形测量体
‑
1、o型密封圈
‑
2、刻度标尺
‑
3、辅助测量盖板
‑
4。
具体实施方式
30.下面我们结合几个附图，对本发明做出进一步的详细说明：
31.一种o型密封圈中心内径的测量工具：所述测量工具包括锥形测量体1和设置在锥形测量体1母线上的刻度标尺3以及辅助测量盖板4。o型密封圈2套在锥形测量体1上时，所述辅助测量盖板4盖在o型密封圈2上。
32.所述锥形测量体1材料为7cr17不锈钢，具有硬度高，韧性好、耐腐蚀性强，机械加工工艺性好的特性；
33.所述刻度标尺3上的刻度显示为o型密封圈2中心内径值d(与常规的长度测量工具标度不一样，所述刻度标尺3上的刻度显示是经过换算后得出的)，经公式d＝2cosa
×
(h r)＝2cosa
×
(l
×
tana r)对应转换而来，式中a为锥形测量体1锥顶半角值、l为相切接触线距锥形测量体1顶点的距离、r为o型密封圈2的截面半径，h为接触点与交点的距离(过o型密封圈2与锥形测量体1外锥面接触点作母线的垂线，该垂线与锥形测量体1轴线交点)；锥形测量体1与o型密封圈2之间的几何关系模型见图2，图中o1、o2均为垂足点；
34.所述刻度标尺3在锥形测量体1外锥面上4处均布，刻度标尺3以锥形测量体1顶点o为起点，沿着锥形测量体1母线延伸至底部p为终点；
35.所述辅助测量盖板4由轻质的硬铝ly12制成，呈圆垫片形，厚度不大于10mm，上下表面平行度不大于0.05mm；
36.所述辅助测量盖板4内外径需满足如下两点，一、盖在o型密封圈上面后不能与锥形测量体1外锥面干涉，二、外径比o型密封圈最大外径稍大，保证能有效盖住o型密封圈。
37.一种o型密封圈中心内径的测量方法
38.1)将锥形测量体1放置于水平测量平台上，用记号笔在o型密封圈2外表面涂上红颜色，后将o型密封圈2从锥形测量体1顶部套入，至o型密封圈2与锥形测量体1外锥面自然接触，此时应保证o型密封圈2仅受重力，无其他变形；
39.2)将辅助测量盖板4穿过锥形测量体1顶部，盖在o型密封圈2上，通过百分表校正辅助测量盖板4至水平状态，此过程可微调o型密封圈2，但不允许o型密封圈2本身出现形变；
40.3)取下o型密封圈2，用酒精将o型密封圈2外表面擦拭干净、晾干，根据红颜色标记识别o型密封圈2与锥形测量体1外锥面的相切接触线；
41.4)读出相切接触线在锥形测量体1的刻度标尺3上的读数d，即为待测量o型密封圈2的中心内径值；
42.5)按此方法即可实现o型密封圈内径的快速、连续测量，同时该测量方法及工具通用性好、测量精度高，目前已广泛应用于o型密封圈装配前的内径尺寸校核，避免不合格密封件错装，保证了产品密封结构的装配质量；
43.为便于相切接触线的清晰识别及擦拭清除，同时避免o型密封圈受到腐蚀等损伤，优选中性水彩记号笔用油墨作为相切接触线的标记染料；
44.为提高测量精度，所述o型密封圈中心内径d具体读数为红色相切接触线与锥形测量体1母线上4条刻度标尺3的交点位置读数的平均值；
45.为提高测量精度，测量前在锥形测量体1外锥面除刻度标尺3以外的区域涂抹一层薄薄的滑石粉，以降低锥形测量体1与o型密封圈2配合面之间的摩擦系数。